Etude de corrosion évolutive présente sur le soubassement d'une Renault 25 Limousine conservée à la Cité de l'Automobile-Collection Schlumpf, Mulhouse

Texte intégral

(1)Filière Conservation-restauration Bachelor of Arts HES-SO en Conservation. Étude de corrosion évolutive présente sur le soubassement d’une Renault 25 Limousine conservée à la Cité de l’Automobile – Collection Schlumpf, Mulhouse. Mémoire présenté par : Ducimetière Marie. Pour l’obtention du Bachelor of Arts HES-SO en Conservation Objets scientifiques, techniques et horlogers. Année académique 2017 - 2018. Remise du travail : 16.07.2018 Jury : 27.08.2018 Nombre de pages : 97.

(2) HE-Arc CR, Bachelor of Arts HES-SO en Conservation Ducimetière Marie, Étude de cas : corrosion évolutive sur le châssis d’une Renault 25 Limousine, 16.07.2018. ENGAGEMENT « J'atteste que ce travail est le résultat de ma propre création et qu’il n’a été présenté à aucun autre. jury que ce soit en partie ou entièrement. J’atteste également que dans ce texte toute affirmation qui n'est pas le fruit de ma réflexion personnelle est attribuée à sa source et que tout passage recopié d'une autre source est en outre placé entre guillemets. ». Neuchâtel, le 16 juillet 2018.

(3) HE-Arc CR, Bachelor of Arts HES-SO en Conservation Ducimetière Marie, Étude de cas : corrosion évolutive sur le châssis d’une Renault 25 Limousine, 16.07.2018. REMERCIEMENTS Je tiens à remercier toutes les personnes ayant contribué à l’accomplissement de ce travail de diplôme.. M. Brice Chalançon, responsable de l’atelier de restauration à la Cité de l’Automobile – Collection Schlumpf, pour m’avoir donné la possibilité de travailler au sein de cette institution mais surtout pour sa disponibilité, son aide et ses conseils. M. Thierry Jacot, professeur en conservation préventive et enseignant référant, pour son encadrement et son suivi tout au long de l’élaboration de ce travail, de la mise en place à la rédaction. M. Bertrand Heck, aide mécanicien à la Cité de l’Automobile – Collection Schlumpf ainsi que l’équipe des bénévoles, particulièrement Timothé, pour leur bonne humeur, leur aide et leur accueil. Mme Laura Brambilla, adjointe scientifique à l’unité de recherche appliquée et développement de la Haute École Arc, pour son aide lors de la réalisation des analyses IRTF. M. Stephan Ramseyer, collaborateur technique à la Haute-Ecole Arc Ingénierie, pour les analyses MEBEDS mais surtout pour son temps, son enthousiasme et le partage sans limite de ses connaissances. M. Yann Le Lay et M. Yves Schamp, passionnés d’automobiles, pour m’avoir aidé lors de mes recherches sur la Renault 25 Limousine. M. Gilbert Loussouarn, détenteur de trois Renault 25 Limousine, pour le temps accordé et ses réponses à mes nombreuses questions. M. Pierre Robellet, responsable du pôle de surveillance chez ATMO Grand Est, pour m’avoir fourni un grand nombre de données et d’informations concernant le climat de la ville de Mulhouse.. Je tiens également à remercier l’ensemble du collège, M. Régis Bertholon, directeur de filière et de la recherche du domaine conservation-restauration de la Haute-École Arc, M. Valentin Boissonnas et M. Tobias Schenkel, enseignants à la Haute École Arc, pour leur aide et le partage de leurs connaissances.. Enfin, je tiens tout particulièrement à remercier ma famille, pour leur encouragement et leur soutien (et la relecture !), Fernand, pour sa patience sans limite ainsi que mes amis et collègues pour les moments partagés.. 1.

(4) HE-Arc CR, Bachelor of Arts HES-SO en Conservation Ducimetière Marie, Étude de cas : corrosion évolutive sur le châssis d’une Renault 25 Limousine, 16.07.2018. SOMMAIRE INTRODUCTION GÉNÉRALE ........................................................................................................ 7 1.. 2.. 3.. 4.. CITÉ DE L’AUTOMOBILE – COLLECTION SCHLUMPF ............................................... 8 1. 1 .. Hi sto riq ue ...................................................................................... 8. 1. 2 .. Col le cti o ns ..................................................................................... 8. 1. 3 .. R e na ul t 2 5 Lim o us i ne ....................................................................... 9. 1.3.1.. Description du véhicule ............................................................................................ 9. 1.3.2.. Histoire de la Renault 25 Limousine étudiée ............................................................ 10. 1.3.3.. Valeurs culturelles associées ................................................................................... 10. CONTEXTE D’ÉTUDE .......................................................................................................... 11 2. 1 .. Co nte xte gé o - c lima tiq ue ................................................................. 1 1. 2. 2 .. Le bâ ti me nt .................................................................................. 1 2. 2.2.1.. Structure et espaces d’expositions .......................................................................... 12. 2.2.2.. Atelier de restauration et réserves .......................................................................... 13. MILIEU DE CONSERVATION ............................................................................................. 14 3. 1 .. R ôle de s pa ra m è tre s e n vir o n neme nta u x ............................................ 1 4. 3. 2 .. É tu de d u c li ma t in te r n e .................................................................. 1 6. 3.2.1.. Période « hivernale » ............................................................................................. 18. 3.2.2.. Période « estivale » ............................................................................................... 21. 3.2.3.. Périodes antérieures .............................................................................................. 25. 3.2.4.. Interprétation ........................................................................................................ 26. 3. 3 .. Cor ro si vi té de l’ e n v ir o n neme nt ........................................................ 2 8. 3. 4 .. Ana ly se de s co u po n s méta l liq ue s ..................................................... 2 9. 3. 5 .. Ide nti f ic a ti o n de s po ll ua nts e xter ne s e t i nt e rne s ................................ 2 9. ÉVALUATION DU DEGRÉ D’ALTERATION .......................................................................... 33 4. 1 .. Co ns ta t d’ é ta t ............................................................................... 3 3. 4. 2 .. Ana ly se s ...................................................................................... 3 9. 4.2.1.. Coupes métallographiques ..................................................................................... 39. 4.2.2.. Analyse IRTF et analyse MEB-EDS .......................................................................... 41. 4. 3 .. 5.. 6.. Com pa ra is o n a ve c d’ a utr es v éh i cu les ................................................................ 47. RÉSULTATS DE L’ÉTUDE ................................................................................................... 48 5. 1 .. Dia g no sti c .................................................................................... 4 8. 5. 2 .. Pro n ost i c ..................................................................................... 4 9. 5. 3 .. R e c omma n da ti o ns .......................................................................... 4 9. DISCUSSION ..................................................................................................................... 50. 2.

(5) HE-Arc CR, Bachelor of Arts HES-SO en Conservation Ducimetière Marie, Étude de cas : corrosion évolutive sur le châssis d’une Renault 25 Limousine, 16.07.2018. CONCLUSION GENERALE .......................................................................................................... 52 BIBLIOGRAPHIE REFERENCEE .............................................................................................................. 53 BIBLIOGRAPHIE CONSULTEE ............................................................................................................... 56 LISTE DES ABREVIATIONS .................................................................................................................. 58 GLOSSAIRE .................................................................................................................................... 59 LISTE DES FIGURES .......................................................................................................................... 63 LISTE DES GRAPHIQUES..................................................................................................................... 65 LISTE DES TABLEAUX ........................................................................................................................ 66 LISTE DES SCHÉMAS ......................................................................................................................... 66 ANNEXE 1 : FIGURES ....................................................................................................................... 67 ANNEXE 2 : GRAPHIQUES .................................................................................................................. 74 ANNEXE 3 : TABLEAUX...................................................................................................................... 79 ANNEXE 3 : SCHÉMAS ...................................................................................................................... 80 ANNEXE 4 : METHODOLOGIE .............................................................................................................. 81 ANNEXE 5 : DESCRIPTION DES METHODES D’ANALYSES ............................................................................. 85 ANNEXE 6 : COUPONS MÉTALLIQUES .................................................................................................... 88 ANNEXE 7 : CONSTATS D’ETAT DES VEHICULES ....................................................................................... 92. 3.

(6) HE-Arc CR, Bachelor of Arts HES-SO en Conservation Ducimetière Marie, Étude de cas : corrosion évolutive sur le châssis d’une Renault 25 Limousine, 16.07.2018. RÉSUMÉ La Cité de l’Automobile – Collection Schlumpf compte parmi ses collections plus de 650 véhicules, dont 250 sont conservés dans les réserves du musée, un environnement peu contrôlé. La problématique de ce mémoire tourne autour de la réactivation de la corrosion présente au niveau du soubassement (ou châssis-plateforme) d’une Renault 25 Limousine. Assemblée à la fin des années 80, cette automobile est entrée dans les collections du musée en 2010. Sept ans plus tard, une corrosion active est détectée sur l’ensemble de la partie inférieure du véhicule, malgré l’installation d’humidificateurs dans la réserve en 2013 pour assurer une gestion du climat interne. L’origine de la réactivation de cette corrosion a été déterminée à partir des résultats d’une étude environnementale et de l’étude détaillée de la corrosion présente au niveau du soubassement par des observations macro et microscopiques. Des analyses moléculaires (spectroscopie IRTF) et élémentaires (MEB-EDS) ont été réalisées sur deux coupes métallographiques afin de pouvoir répondre aux hypothèses formulées tout au long de l’avancement du travail. Ce mémoire présente les résultats de ces études et analyses : la corrosion active présente sur le soubassement de la Renault 25 Limousine est une conséquence visible d’un mauvais contrôle du climat des réserves associé à la présence de polluant au sein même de cette corrosion.. 4.

(7) HE-Arc CR, Bachelor of Arts HES-SO en Conservation Ducimetière Marie, Étude de cas : corrosion évolutive sur le châssis d’une Renault 25 Limousine, 16.07.2018. ABSTRACT The “Cité de l'Automobile - Collection Schlumpf” counts among its collections more than 650 vehicles, 250 of which are preserved in the museum's storage areas, an environment with little control. The issue of this thesis concerns the reactivation of corrosion present at the underside (or chassisplatform) of a Renault 25 Limousine. Assembled in the late 80s, this car entered the museum's collections in 2010. Seven years later, active corrosion was detected on the entire lower part of the vehicle, despite the installation of humidifiers in the storage area in 2013 to ensure internal climate management. The origin of the reactivation of this corrosion was determined from the results of an environmental study and the detailed study of corrosion present at the car's chassis by macro and microscopic observations. Molecular (FTIR Spectroscopy) and element (SEM-EDS) analyses were performed on two metallographic sections in order to be able to respond to the hypotheses formulated throughout the progress of the work. This thesis presents the results of these studies and analyses: The active corrosion on the underside of the Renault 25 limousine is a visible consequence of poor climate control of storage rooms, associated with the occurrence of pollutants inside this corrosion.. 5.

(8) HE-Arc CR, Bachelor of Arts HES-SO en Conservation Ducimetière Marie, Étude de cas : corrosion évolutive sur le châssis d’une Renault 25 Limousine, 16.07.2018. ZUSAMMENFASSUNG Die Cité de l'Automobile - Collection Schlumpf verfügt über mehr als 650 Fahrzeuge, von denen sich 250 in den Lagerräumen des Museums befinden, wo das Raumklima nur wenig kontrolliert wird. Diese Diplomarbeit beschäftigt sich mit der Reaktivierung von Korrosion an der Unterseite (oder ChassisPlattform) einer Renault 25 Limousine. Sie wurde Ende der 80er Jahre hergestellt und kam 2010 in die Sammlungen des Museums. Sieben Jahre später wurde am gesamten unteren Teil des Fahrzeugs eine aktive Korrosion festgestellt, und dies trotz der Installation von Befeuchtungsgeräten in den Lagerräumen im Jahr 2013, die ein kontrolliertes Raumklima gewährleisten sollten. Der Ursprung der Reaktivierung dieser Korrosion wurde ermittelt aus den Ergebnissen einer Umweltstudie und der detaillierten Untersuchung der vorhandenen Korrosion auf der Unterseite durch makro- und mikroskopische Analysen. Molekulare (FTIR-Spektrometer) und elementare (SEM-EDS) Analysen wurden an zwei metallographischen Schnitten durchgeführt, um die im Laufe der Arbeiten formulierten Hypothesen bestätigen zu können. Diese Diplomarbeit präsentiert die Ergebnisse dieser Studien und Analysen: Die aktive Korrosion auf der Unterseite der Renault 25 Limousine ist eine sichtbare Folge der schlechten Klimakontrolle der Lagerräume, im Zusammenhang mit dem Auftreten von Schadstoffen im Inneren dieser Korrosion.. 6.

(9) HE-Arc CR, Bachelor of Arts HES-SO en Conservation Ducimetière Marie, Étude de cas : corrosion évolutive sur le châssis d’une Renault 25 Limousine, 16.07.2018. INTRODUCTION GÉNÉRALE Le patrimoine, regroupant à l’origine des chefs d’œuvres, édifices ou autres sites remarquables, s’ouvre de plus en plus aux objets ou sites modestes faisant office de témoins de l’histoire. C’est le cas des objets appartenant au patrimoine technique qui sont à l’image du développement industriel survenu dans la première moitié du XIXème siècle, tout en étant chargés d’une dimension sociale et ethnologique. Leur vie a été ponctuée par différentes phases : de leur mise en fonctionnement à leur arrêt, en passant par une utilisation qui leur a permis d’être entretenus par le geste d’un ouvrier. Une fois patrimonialisés, leur utilisation devient exceptionnelle voir parfois inexistante par soucis de conservation. Les véhicules automobiles entrent parfaitement dans ce schéma et les musées automobiles adoptent une politique de conservation qui vacille entre le besoin de mise en fonctionnement et la stabilisation des véhicules. La Cité de l’Automobile – Collection Schlumpf conserve environ 250 automobiles dans ses réserves dont une partie est roulée une fois par année dès leur acquisition. C’est dans ce contexte que s’inscrit la problématique de ce mémoire : en septembre 2017, lors d’un contrôle technique effectué après qu’elle ait été roulée, la Renault 25 Limousine (alors conservée depuis près de 10 ans dans les réserves)1 présentait de la corrosion active*2 au niveau de son soubassement*. De la corrosion* était d’ores et déjà présente mais en moindre quantité et non active. Or, des humidificateurs* ont été installés 3 ans auparavant dans la réserve où était conservé le véhicule, dont un à proximité de ce dernier. L’objectif initial de ce travail de diplôme est de déterminer l’origine de la réactivation de la corrosion présente sur le soubassement de la Renault 25 Limousine : est-elle due au climat de la réserve, en partie « modifié » lors de l’installation des humidificateurs ? Si non, des éléments externes en sont-ils la cause ? Dans cette logique, ce mémoire est composé de 5 chapitres principaux. Dans la première partie, une description de l’institution et du véhicule est proposée. Le 2d chapitre décrit le contexte d’étude. Le 3e chapitre. expose. les. résultats. de. l’étude. environnementale. effectuée. dans. la. réserve.. e. L’approfondissement de la compréhension des altérations est détaillé dans le 4 chapitre. Enfin, le 5e chapitre résume et synthétise l’ensemble des conclusions apportées à chaque étape de ce travail pour pouvoir donner une réponse à la problématique posée.. 1. Voir Fig. 15, p.67. 2. Les termes accompagnés d’un astérisque sont définis dans un glossaire, p.59. 7.

(10) HE-Arc CR, Bachelor of Arts HES-SO en Conservation Ducimetière Marie, Étude de cas : corrosion évolutive sur le châssis d’une Renault 25 Limousine, 16.07.2018. 1. CITÉ DE L’AUTOMOBILE – COLLECTION SCHLUMPF 1.1.. Historique. La Cité de l’Automobile – Collection Schlumpf est un musée national situé à Mulhouse en Alsace abritant quelque 600 automobiles dont 395 exposées au public. En 1957, les frères Schlumpf décident de racheter l’usine de textile « Heilmann, Koechlin, Desaulles » (HKD), ancienne filature de laine à Mulhouse 3, et d’y entreposer des voitures anciennes en secret. En mai 1965, un article paru dans L’Alsace révèle l’existence de la collection, poussant Fritz Schlumpf à envisager la possibilité de créer un musée. Un an plus tard, les travaux de mise en valeur de la collection débutent. En 1978, la collection est classée par le Conseil d’État au titre des Monuments Historiques.. Fig. 1 : La grande salle du Musée à l’origine. La Cité de l’Automobile ouvre ses portes au public le 10 juillet 1982 sous l’appui de l’Association du Musée Nationale de l’Automobile. Depuis, la collection ne cesse de grandir par de nouvelles acquisitions qui englobent des véhicules comme des documents d’archives, parfois uniques.. 1.2.. Collections. Le musée offre un pont vers le passé en illustrant les différentes évolutions et améliorations apportées aux automobiles à travers les décennies. En tout, 111 marques sont représentées et forment un patrimoine riche composé entre autres d’Alpha Romeo, Bugatti, Facel-Vega, Mercedes, Peugeot, Porsche ou encore Renault. Parmi cette collection, plus de 400 véhicules sont classés monuments historiques, ce qui leur confère une protection juridique au niveau national et les rend inaliénable4. 3. Culturespaces, 2018 [En ligne]. 4. Légifrance, 2018 [En ligne]. 8.

(11) HE-Arc CR, Bachelor of Arts HES-SO en Conservation Ducimetière Marie, Étude de cas : corrosion évolutive sur le châssis d’une Renault 25 Limousine, 16.07.2018. 1.3.. Renault 25 Limousine. 1. 3. 1. De scri pti on d u vé hicul e La problématique de ce travail tourne autour d’une Renault 25 V6 Turbo Heuliez, plus sobrement intitulée Renault 25 Limousine (R25 L.). A partir d’avril 1985, Renault commercialise la Renault 25 Limousine qui se distingue du modèle Berline* par une augmentation de l’empattement de 225 mm : le plancher arrière (emprunté à la Renault 25) est découpé au niveau des pieds des passagers arrière, puis une pièce spécifique y est soudée. Des allonges de bas de caisse* et de bavolet* sont ajoutées par le même procédé5. Enfin, l’embase du pied milieu est renforcée. On obtient un véhicule de 4,92 m de long, 1,76 m de large pour une hauteur à vide de 1,41 m (Schéma 1, p.9). Ces modifications apportent une fragilité au véhicule, et on retrouve sur de nombreuses Renault 25 L. des faiblesses au niveau des soudures. Une fois la coque produite à l’usine de Sandouville, l’assemblage de la carrosserie portante* ainsi que le montage des automobiles sont entièrement réalisés à l’usine de Cerizay par la firme Heuliez ®. Fondée en 1920 par Louis Heuliez, l’entreprise ne parviendra pas à faire face à la crise économique de 2008 et fermera 5 ans plus tard, en septembre 20136. La R25 L. est commercialisée à partir de 1985. Sur les 9 000 véhicules prévus, seuls 806 ont été produits et Renault stoppera la production en juin 1986 7.. A L H. 22,5 cm 492 cm 141 cm Bas de caisse Pied milieu. Schéma 1 Description de la Renault 25 Limousine. 5. RENAULT 25, 1985. 6. Lautomobileancienne, 2013 [En ligne]. 7. Bonnaud, 1986, p.15. 9.

(12) HE-Arc CR, Bachelor of Arts HES-SO en Conservation Ducimetière Marie, Étude de cas : corrosion évolutive sur le châssis d’une Renault 25 Limousine, 16.07.2018. 1. 3. 2. Hi sto ire de la Re nault 25 Li mo us i ne é tudié e La R25 L. a été assemblée en 1984, comme nous l’indique la lettre « E » de son numéro VIN8 (Vehicle Indentification Number) : VF1B295E500580050. Dès sa sortie de l’usine Cerizay, elle entre en possession des Maires de Mulhouse en place à savoir M. Joseph Klifa (durée du mandat : 1981-1989) puis M. Jean-Marie Bockel (durée du mandat : 1989-2010) qui en fera don à la Cité de l’Automobile en 2010. Un document faisant partit du don recense l’histoire du véhicule depuis le 9 mai 1986. On y retrouve majoritairement des détails de l’entretien mais également les modification apportées (remplacement des bougies, de la pompe à essence, du tuyau d’échappement, de la batterie, des capteurs d’allumages, de certains roulements, du système de climatisation et du pare choc). Le 3 juin 2006, la voiture a subi un accident superficiel et la portière avant droite a dû être repeinte. Depuis son entrée au musée en 2010, la R25 L. a été conduite une fois par année (exceptée en 2012 et deux fois en 2017) autour du mois de septembre pour des essais sur route ou des visites. Les routes n’étaient alors pas enneigées.. 1. 3. 3. Vale urs cult ure lle s a ss ociée s « La conservation du patrimoine historique, sous toutes ses formes et de toutes les époques, trouve sa. justification dans les valeurs qu'on attribue à ce patrimoine 9. » Le processus de valorisation d’un objet n’est ni objectif, ni singulier et traduit la volonté d’individus ou d’institutions de préserver une histoire à transmettre aux générations futures. Cependant, l’attribution des valeurs sert de support de décision pour le choix de préservation d’un objet 10. Les valeurs attribuées à la R25 Limousine sont les suivantes 11 : ›. Valeur d’authenticité : les documents, titres et actes de vente permettent de suivre le véhicule entre les mains des propriétaires successifs et ainsi d’attester de son authenticité 12. Dans le cas d’un véhicule, si des pièces sont changées pour permettre son fonctionnement, la valeur d’authenticité n’est pas altérée.. ›. Valeur de rareté : 806 exemplaires ont été produits sur deux années. Comparé à des productions générales, la R25 L. est un véhicule rare au vu de son bon état de conservation.. ›. Valeur d’usage : le véhicule est en état de marche et est utilisé une fois par année.. ›. Valeur d’association : la R25 L. a appartenu successivement à deux maires, personnalités de Mulhouse.. 8. ISO 3779, 2009. 9. Document de Nara, 1994, art. 9. 10. Avrami et al., 2000, p.8. 11. Selon Appelbaum, 2007, p.437. 12. Cornu et Mallet-Poujol, 2006, p.70. 10.

(13) HE-Arc CR, Bachelor of Arts HES-SO en Conservation Ducimetière Marie, Étude de cas : corrosion évolutive sur le châssis d’une Renault 25 Limousine, 16.07.2018. 2. CONTEXTE D’ÉTUDE 2.1.. Contexte géo -climatique. La Cité de l’Automobile – Collection Schlumpf est localisée à Mulhouse, dans le département du HautRhin en région Grand-Est. Selon la classification de Köppen13, la ville bénéficie d’un climat « Cfb » : climat tempérée chaud sans saison sèche et été tempéré. Sur les 30 dernières années, la température moyenne en été a été de 18,5°C, avec des maximales pouvant atteindre jusqu’à 32°C. A contrario en hiver, les températures descendent jusqu’à -6°C avec une moyenne de 4,5°C 14. Sur les trois mois d’hivers, on compte environ 50 jours de gel pour autant de jour de neige (jours durant lesquels les routes sont salées). Influencée par le Gulf Stream*, la région mulhousienne bénéficie de températures plus élevées mais d’une amplitude thermique annuelle plus basse comparées au reste du département. Au sud-ouest de la ville, les massifs montagnards peuvent atteindre 339 m de haut et sont orientés vers la ville. Cette disposition est susceptible d’accentuer les phénomènes de « vent » lors des périodes anticycloniques. Par ailleurs, la rose des vents annuelle pour les vents de Mulhouse montre une orientation majoritaire Sud-Ouest – Ouest pouvant aller jusqu’à 30km/h15. La moyenne des précipitations annuelles sur les 30 dernières années est de 80 mm16. Les précipitations définissent généralement l’humidité d’un territoire, pouvant nous intéresser concernant l’influence du climat externe sur le climat interne des réserves. Cependant, la disposition de la Cité de l’Automobile dans la ville la place à proximité d’un cours d’eau, l’Ill, qui aura également une influence sur l’humidité environnante du musée. L’institution est entourée d’une végétation abondante, au cœur cependant d’une zone urbaine. Elle se trouve à moins de 100 m de l’Avenue de Colmar, axe majoritaire de circulation des véhicules entrant dans la ville de Mulhouse (Schéma 2, p.12). De plus, à 200 m plus au nord se trouve l’autoroute A36. Cette disposition est susceptible d’influencer la concentration de polluants* autour du musée.. 13. Koeppen-geiger, 2018 [En ligne]. 14. Meteoblue, 2018 [En ligne]. 15. Voir Fig. 16, p.67. 16. Meteoblue, 2018 [En ligne]. 11.

(14) HE-Arc CR, Bachelor of Arts HES-SO en Conservation Ducimetière Marie, Étude de cas : corrosion évolutive sur le châssis d’une Renault 25 Limousine, 16.07.2018. 2.2.. Le bâtiment. 2. 2. 1. Str uct ur e et es pa ces d ’exp os iti o ns Le bâtiment abritant les collections est une ancienne usine textile construite en 188017. Protégée par l’État à travers l’Association du Musée National de l’Automobile – Collection Schlumpf, cette structure acquiert une forte valeur historique de par sa caractérisation aux bâtiments industriels construits à la fin du XXème siècle. Le squelette du bâtiment comporte une armature métallique entourée de béton brut recouvert de brique (bon isolant thermique). La toiture est quant à elle exclusivement recouverte de tuiles métalliques. L’ensemble des espaces d’expositions (Schéma 2, p.12) accueille 60% de la collection des frères Schlumpf et s’étend sur une surface de 17 000 m2. Plus de 400 véhicules sont exposés dans les anciens entrepôts de l’usine réaménagés en « quartiers », certains rebaptisés aux noms des Schlumpf.. Schéma 2 Cité de l’Automobile-Collection Schlumpf, Mulhouse 17. Ferlin, 2006, p.4. 12.

(15) HE-Arc CR, Bachelor of Arts HES-SO en Conservation Ducimetière Marie, Étude de cas : corrosion évolutive sur le châssis d’une Renault 25 Limousine, 16.07.2018. 2. 2. 2. Ateli er de res ta urat io n et r ése r ves Le reste de la collection est répartie dans un bâtiment annexe 18 de trois étages de 2 300 m2 chacun comprenant un atelier de restauration (rez-de-chaussée) et les réserves (premier et deuxième étage). Dans chaque espace des trois étages, des poutres en fontes creuses permettent un soutient structurel à l’ensemble du bâtiment. Jugées non conforme aux normes de régulations pour le feu, des travaux ont été effectués entre 2006 et 2012 afin d’appliquer une peinture intumescente sur les poutres. Les murs ont été renforcés par des plaques isolantes de laine de verre et une cloison traversant les trois étages a été construite. La R25 L. est conservée au deuxième étage de ce bâtiment dans la salle principale de 1575 m2 (réserve R+2). Les façades externes sont recouvertes de fenêtres condamnées par des planches en bois ou équipées de stores métalliques (Fig. 2 et Fig. 3, p.13). Seules les fenêtres non condamnées peuvent offrir une ouverture vers l’intérieur des réserves (soit 6 fenêtres au totale pour la réserve R+2). Cependant, mis à part au rez-de-chaussée, ces stores restent fermés durant toute l’année car une fois ouverts, des oiseaux entrent régulièrement dans la salle.. Fig. 2 : Réserve R+2 de la Cité de l’Automobile. Fig. 3 : Fenêtre condamnée par des planches en bois (gauche) et équipée de stores métalliques (droite). En moyenne, 80 véhicules sont présents dans cette réserve, disposés côte à côte à environ 40 cm et recouverts d’une bâche hydrophobe en polypropylène non-tissé permettant une protection superficielle de la poussière. Ils sont placés directement sur le sol en linoléum et des cartons sont disposés sous la plupart des châssis pour retenir les fuites d’huiles. Si un véhicule est mis en circulation, aucun nettoyage n’est entrepris lors de son retour aux réserves. Cependant, un entretien ponctuel est effectué par les bénévoles faisant parti des « Amis du Musée ».. 18. Voir Fig. 17, p.68. 13.

(16) HE-Arc CR, Bachelor of Arts HES-SO en Conservation Ducimetière Marie, Étude de cas : corrosion évolutive sur le châssis d’une Renault 25 Limousine, 16.07.2018. Le climat de la réserve est géré par 6 aérothermes* installés au niveau des murs et trois déstratificateurs* au plafond19. Ces installations, l’absence de centrale de traitement d’air et la fermeture constante des fenêtres impliquent un non renouvellement de l’air au sein de la réserve. Quatre humidificateurs ont été acquis en 2000, installés en 2005 puis mis en route en 2013 pour réguler l’humidité relative* et la stabiliser à 50 ± 5%20. L’entretien et la réparation des véhicules sont effectués deux étages directement en dessous de cet espace. Deux systèmes d’évacuation d’air sont utilisés dans l’atelier de restauration : un déstratificateur d’air (rarement mis en route)21 et un tuyau d’extraction d’air, utilisé lorsqu’un véhicule est mis en route au sein de l’atelier.. 3. MILIEU DE CONSERVATION 3.1.. Rôle des paramètres environnementaux. La problématique initiale de ce mémoire était de savoir si les humidificateurs installés en mai 2013 avaient pu avoir une influence sur l’origine du départ de corrosion évolutive détectée sur la Renault 25 Limousine. Un constat d’état détaillé du soubassement du véhicule sera réalisé dans ce dossier, à la suite de l’étude de l’environnement dans lequel il se trouve. Les collections ne sont pas des ensembles isolés, elles sont indissociables de l’environnement qui les entourent. Conservées à l’intérieur d’un bâtiment, elles sont exposées à des facteurs de dégradations qui peuvent être d’origine naturelle, accidentelle ou humaine 22. Les facteurs humains (manipulation) et accidentels (effondrement de toiture) ne seront pas pris en compte dans ce chapitre au vu du contexte d’étude. L’objet interagit avec les facteurs d’origine naturelle du milieu et recherche un état d’équilibre. L’humidité relative (HR) est le facteur principal dans le cadre de cette étude. Exprimée en %, elle représente le rapport entre la pression partielle de vapeur dans l’air humide et la pression de vapeur saturante à la même température sèche 23. Dans les phénomènes de corrosion, il arrive qu’elle implique une condensation* qui peut former un électrolyte* en présence de sels. De plus, lorsque des particules ou des aérosols à caractère hygroscopiques sont présents à la surface d’un métal, ils facilitent ces phénomènes de condensation24. 19. Voir Fig. 18, p.68 et Fig. 19, p.68. 20. Normes établies par M. Richard Keller, conservateur en chef à la Cité de l’Automobile.. 21. Voir Fig. 20, p.68. 22. Brandt, 1995, p.169. 23. Jacot, 2014 (a), p.3. 24. Monnier, 2008, p.10. 14.

(17) HE-Arc CR, Bachelor of Arts HES-SO en Conservation Ducimetière Marie, Étude de cas : corrosion évolutive sur le châssis d’une Renault 25 Limousine, 16.07.2018. L’HR dépend principalement de deux facteurs : la température (T°) et le rapport de mélange* (Rv) (concentration en vapeur d’eau). Lorsque la température est stable, elle peut être considérée comme « neutre ». Si en parallèle on observe une baisse de l’humidité relative, il est alors intéressant d’étudier le rapport de mélange car cette baisse ne sera pas due à une influence de la température. Si le Rv baisse en parallèle de l’HR, on peut alors affirmer qu’il y a une baisse de l’humidité. Les matériaux hygroscopiques ou encore les flux* d’air dans une réserve peuvent influencer le Rv. Le réel danger de l’HR pour la corrosion des métaux réside dans ses variations. Lorsqu’un objet est exposé à des variations fortes, cela créer un environnement hautement plus favorable au développement ou la réactivation de corrosion25. Le cas que nous traitons concerne une corrosion évolutive présente sur un acier. On considère que la corrosion atmosphérique d’un alliage de fer non corrodé débute très lentement vers 60% d’HR, puis s’accélère aux alentours de 80% d’HR (Graph. 1, p.15) Cependant, en présence de lépidocrocite (βFeOOH) (produit de corrosion) l’alliage corrode lentement dès 16% d’HR et ce développement. ©Philibert et al., 1998. © Watkinson et Lewis, 2004. s’accélère à partir de 25% (Graph. 2, p.15).. Graph. 1 Vitesse de corrosion de fer sain en milieu. Graph. 2 Échantillon comprenant 2g de βFeOOH et 2g de. atmosphérique en fonction de l’humidité relative. poudre de fer exposé à différente humidité relative. 25. Thomson, 1986, p.87. 15.

(18) HE-Arc CR, Bachelor of Arts HES-SO en Conservation Ducimetière Marie, Étude de cas : corrosion évolutive sur le châssis d’une Renault 25 Limousine, 16.07.2018. 3.2.. Étude du climat interne. 15 Dataloggers ELPRO de la marque Hamster (capteurs Hamster) ont été répartis dans la réserve R+2 durant deux périodes : une période représentative du climat hivernal, une du climat estival. L’objectif est de constater d’une éventuelle disparité des valeurs au sein de la réserve qui pourrait avoir une influence sur la corrosion présente sur le soubassement de la R25 L. et traduire des flux d’air. A noter qu’il s’agit d’une situation particulière car les véhicules sont pour la plupart utilisés. L’objectif est également de déterminer si le climat externe a une influence sur le climat interne et si oui, sur quelle(s) zone(s) de la réserve. Partant de ce postulat, 15 capteurs ont été répartis au sein de la réserve R+2 dont 1 dans la salle annexe (Schéma 3, p.17) afin d’avoir une visibilité sur l’ensemble de l’espace en prenant en compte les aérothermes, les humidificateurs, une zone dite « problématique » autour de la R25 L. et les flux d’air pouvant être générés par les allés-venus de l’ascenseur, l’ouverture des portes et les fenêtres26. Les capteurs E10, E11, E12 et E13 entourent la R25 Limousine. Ils ont été placés sur les colonnes, à 30 cm de hauteur (hauteur moyenne du soubassement). Les capteurs E14, E15, E17 et E18 ont été installés sur ces mêmes poutres à une hauteur de 140 cm (hauteur du véhicule) 27. Les capteurs E21, E22, E24 et E25 ont été répartis dans le reste de la réserve et placés à 100 cm de hauteur (centre moyen des voitures) sur des poutres. Le capteur E19 a été installé devant une des fenêtres de la réserve car des flux d’air étaient perceptibles28. Enfin, le capteur E26 a été placé dans la partie annexe de la réserve pour pouvoir comparer les deux espaces.. 26. Au vu du grand nombre de graphiques réalisés pour ce travail, seuls les plus pertinents vous seront présentés dans la suite de ce dossier. L’ensemble des graphiques est disponible dans un document « Annexe : résultats de l’étude climatique » pour une quelconque vérification des informations apportées. 27. Voir Fig. 21, p.68. 28. Voir Fig. 22, p.68. 16.

(19) HE-Arc CR, Bachelor of Arts HES-SO en Conservation Ducimetière Marie, Étude de cas : corrosion évolutive sur le châssis d’une Renault 25 Limousine, 16.07.2018. 24. 18. 21. 13. 14 10. 20. 25. 15. 12. 22. 26. 17. 11. 19. Schéma 3 Réserve R+2 de la Cité de l’Automobile avec la localisation des capteurs et de la R25 Limousine. 17.

(20) HE-Arc CR, Bachelor of Arts HES-SO en Conservation Ducimetière Marie, Étude de cas : corrosion évolutive sur le châssis d’une Renault 25 Limousine, 16.07.2018. 3. 2. 1. Péri ode « hi ve r nale » La première période d’enregistrement début le 02.03.2018 à 00h00 (un jour après l’installation des capteurs) et se termine le 29.04.2018 à 23h45, soit 59 jours d’enregistrements. Avant la récupération des données, un contrôle d’étalonnage est constamment effectué pour pouvoir comparer les relevés de manière sûre29. La température dans la réserve varie lentement, elle est contrôlée. Le comportement de l’ensemble des courbes est similaire, avec de légères différences au niveau des valeurs dues au pourcentage d’erreur des capteurs. Seul le capteur E19, placé devant une fenêtre, présente des variations nettement différentes influencées par les variations extérieures30. Ce capteur mis à part, la température au sein de la réserve est homogène (Graph. 4, p.20). La courbe verte sur le Graph. 3 ci-dessous est représentative de l’évolution de la T° dans la réserve (capteur E10 pris comme référence). Bien que contrôlée, elle suit les tendances de la courbe des températures externes avec un déphasage (± 10°C de plus) et une atténuation des variations grâce à l’enveloppe* du bâtiment qui possède une bonne inertie thermique*.. Graph. 3 Comparaison des variations thermiques externes à la réserve et interne (capteur E10). 29. Un problème de calibration a été détecté suite aux deux relevés de données (période hivernale/estivale) ; un coefficient de correction est affecté aux capteurs E11 et E26 qui devront être calibrés s’ils sont réutilisés. L’explication de la méthode utilisée pour le calibrage est détaillée en Annexe 4 : Méthodologie, p.81 30. Voir Graph. 12 (capteur E19) et Graph. 13 (données externes), p.74. 18.

(21) HE-Arc CR, Bachelor of Arts HES-SO en Conservation Ducimetière Marie, Étude de cas : corrosion évolutive sur le châssis d’une Renault 25 Limousine, 16.07.2018. L’hygrométrie dans la réserve n’est pas homogène. Seul point commun entre tous les capteurs : la courbe du rapport de mélange a le même comportement que celle de l’hygrométrie31. L’HR est donc directement influencée par la quantité d’humidité présente dans l’air. La comparaison entre les capteurs est ici encore possible à l’aide d’un graphique boursier (Graph. 5, p.20), sur lequel on constate des écarts pouvant aller jusqu’à 10% pour la moyenne (entre les capteurs E13 et E19). On note que même pour des capteurs plus proches (E13 et E14), la différence peut aller jusqu’à 5%. Mis à part le capteur E.19, le comportement de l’ensemble des courbes est similaire même pour le capteur E16, placé dans la salle annexe. Il présente cependant une HR supérieure d’environ 5% et une T° de 2°C inférieure. Un récapitulatif des maximums, moyennes et minimums pour la température et l’hygrométrie de la réserve durant la période hivernale est présenté dans le Tableau 1 ci-dessous. Une comparaison est faite avec les valeurs obtenues au niveau du capteur E19. Tableau 1 Récapitulatif de la température et de l’hygrométrie pour la période hivernale. T°. max. T°. moy. T°. min. HR max (%). HR moy (%). HR min (%). 33,5. 19,1. (°C). (°C). (°C). 28,1. 20,0. 11,3. 43,3. Capteur. E18. E25. E14. E13. Date. 21.04.18. 02.03.18. 11.03.18. 02.03.18. E19. 30,4. 6,3. 53,7. Date. 21.04.18. 02.03.18. 12.03.18. 31. 17,9. 40,8. 24,7 27.04.18. Le capteur E10 est pris en référence, voir Graph. 14, p.75. 19.

(22) HE-Arc CR, Bachelor of Arts HES-SO en Conservation Ducimetière Marie, Étude de cas : corrosion évolutive sur le châssis d’une Renault 25 Limousine, 16.07.2018. Graph. 4 Comparaison des relevés de température des capteurs au sein de la réserve et de l’extérieur. Graph. 5 Comparaison des relevés hygrométrique des capteurs au sein de la réserve et de l’extérieur. 20.

(23) HE-Arc CR, Bachelor of Arts HES-SO en Conservation Ducimetière Marie, Étude de cas : corrosion évolutive sur le châssis d’une Renault 25 Limousine, 16.07.2018. Le Tableau 2 ci-dessous résume la répartition journalière des variations hygrométriques enregistrées pour les 15 capteurs. On constate qu’excepté le capteur E.12, des variations de plus de 10% ont été présentes sur l’ensemble de la réserve. Ici encore le capteur E.19 présente des résultats critiques avec 69% de variations journalières supérieures à 10%.. Tableau 2 Répartition journalière des variations hygrométriques pour la période hivernale Inférieures à 5%. Entre 5% et 10%. Supérieures à 10%. E10. 92,4. 7,6. E11. 94,1. 5,9. E12. 89,3. E13. 90,6. 9,4. E14. 91,0. 9,0. E15. 95,7. 4,3. E17. 92,6. 7,4. E18. 92,8. 7,2. E19. 7,9. E20. 92,0. 8,0. E21. 95,6. 4,4. E22. 90,4. 9,6. E24. 91,3. 8,7. E25. 90,9. 9,1. E26. 93,8. 6,2. 10,7. 23. 69,0. 3. 2. 2. Péri ode « e st ivale » La seconde période d’enregistrement débute le 01.05.2018 à 00h00 et finit le 10.06.2018 à 23h45, soit 41 jours d’enregistrements. Les mêmes constations que pour la période hivernale sont faites (à quelques exceptions près) : ›. Les températures externes semblent influencer celles internes : les courbes présentent les mêmes variations (Graph. 6 p.22).. ›. Excepté le capteur E19, les courbes de la température interne évolues parallèlement, sont stables et contrôlées, malgré une chute de 5°C en 6 jours (du 12.05 au 18.05). La température au sein de la réserve est la même sur l’ensemble de l’espace. (Graph. 7, p.24). ›. Un pic est notable le 31.05 à 18:45:00 sur l’ensemble des graphiques : une chute de la T° et une augmentation de l’HR, probablement dues à un dysfonctionnement des aérothermes durant 2h (Graph. 6, p.22).. 21.

(24) HE-Arc CR, Bachelor of Arts HES-SO en Conservation Ducimetière Marie, Étude de cas : corrosion évolutive sur le châssis d’une Renault 25 Limousine, 16.07.2018. Dysfonctionnement des aérothermes ?. Graph. 6 Comparaison des variations thermiques externes et interne (capteur E10) et détail du pic le 31.05.2018. ›. La différence d’HR entre les capteurs est similaire à celle de la période hivernale. Cependant, bien que l’enregistrement ait été effectué sur une durée plus courte, l’amplitude pour l’ensemble des données est plus importante.. ›. Le rapport de mélange présente les mêmes variations que les courbes d’HR, exepté sur la période de chute de T°. L’hygrométrie interne est une fois encore influencée par la quantité d’humidité présente dans l’air, sauf sur cette période de 5 jours où ses variations résultaient d’une influence de l’HR et de la T°.. ›. Le capteur E26 présente des T° plus basses d’environ 2°C mais une HR proche de celle du capteur E14. Ces résultats diffèrent de ceux obtenus lors de la période hivernale où l’hygrométrie était supérieure dans la salle annexe où était installé le capteur E26.. ›. Les variations de plus de 10% d’HR en une journée sont toujours présentes, mais nettement moins que pour la période hivernale. Le capteur 19 présente des résultats extrêmes avec 85,6% de variations journalières supérieure à 10%. (Tableau 4, p.23). 22.

(25) HE-Arc CR, Bachelor of Arts HES-SO en Conservation Ducimetière Marie, Étude de cas : corrosion évolutive sur le châssis d’une Renault 25 Limousine, 16.07.2018. Le Tableau 3 ci-dessous synthétise l’ensemble des valeurs obtenues pour la période estivale en présentant les maximums, moyennes et minimums pour la température et l’hygrométrie en les comparant avec le capteur E.19.. Tableau 3 Récapitulatif de la température et de l’hygrométrie pour la période estivale. T°. max. T° moy. (°C). (°C). 28,2. 24,6. T° min (°C). HR. max. HR. moy. HR. (%). (%). (%). 20,9. 60,9. 41,4. 22,8. Capteur. E18. E17-18-21-24-25. E14. E17. Date. 09.05.18. 18.05.18. 31.05.18. 02.05.18. E19. 30,7. 18,0. 64,3. Date. 09.05.18. 19.05.18. 31.05.18. 24,0. 45,2. min. 26,8 02.05.18. Tableau 4 Répartition journalière des variations hygrométrique pour la période estivale. Inférieures à 5%. Entre 5% et 10%. Supérieures à 10%. E10. 97,5. 2,1. 0,5. E11. 97,3. 1,9. 0,8. E12. 96,3. 3,7. E13. 96,2. 3,8. E14. 96,8. 1,3. 2,0. E15. 95,5. 2,1. 2,4. E17. 95,3. 2,3. 2,4. E18. 96,6. 3,0. 0,3. E19. 2,8. 2,6. 75,6. E20. 97,3. E21. 97,3. E22. 96,8. 3,2. E24. 97,0. 3,0. E25. 97,0. 3,0. E26. 99,4. 0,6. 0,7 2,7. 23.

(26) HE-Arc CR, Bachelor of Arts HES-SO en Conservation Ducimetière Marie, Étude de cas : corrosion évolutive sur le châssis d’une Renault 25 Limousine, 16.07.2018. Graph. 7 Comparaison des relevés de température des capteurs au sein de la réserve et de l’extérieur. Graph. 8 Comparaison des relevés de l’hygrométrie des capteurs au sein de la réserve et de l’extérieur. 24.

(27) HE-Arc CR, Bachelor of Arts HES-SO en Conservation Ducimetière Marie, Étude de cas : corrosion évolutive sur le châssis d’une Renault 25 Limousine, 16.07.2018. 3. 2. 3. Péri ode s a nt éri eures Un suivi thermo-hygrométrique a été mis en place en 2009 au sein des salles d’expositions et des réserves de la Cité de l’Automobile : un capteur Supco DVTH 12 a été installé dans la réserve R+232. Nous savons que les humidificateurs ont été mis en route en 2013, les données disponibles depuis cette période ont donc été recueillies puis traitées selon les mêmes normes que les valeurs enregistrées avec les capteurs Hamster. Parmi les données disponibles, plusieurs mois sont manquants, malheureusement sans justification. Les données disponibles englobent les périodes suivantes : ›. 2013 : du 11.01.13 au 31.07.13. ›. 2014 : du 11.01.14 au 27.03.14. ›. 2015 : du 09.01.15 au 04.01.16. ›. 2016 : du 09.01.16 au 26.01.17. L’institution tient un « Fichier de suivi hygrométrique » depuis 2009. Selon ce document, les humidificateurs ont été mis en route le 05.06.13. Le 26.08.13, ces mêmes humidificateurs sont notés comme étant défaillants. Un contrôle a été effectué le jour même au PC sécurité du musée qui, selon le rapport, n’est pas parvenu à les remettre en marche. On constate que les variations thermo-hygrométriques sont instables pour la période de 2013, on peut donc supposer que les humidificateurs n’ont pas fonctionné durant cette période33. En revanche, pour les 3 mois d’enregistrements en 2014, l’HR et la température sont stables (respectivement : 54±6% et 16±4°C). Comme il s’agit d’une période froide, les aérothermes étaient en route ce qui explique la stabilisation de la température. Au vu des variations hygrométriques stables, on peut supposer que les humidificateurs étaient eux aussi en fonctionnement.. Tableau 5 Récapitulatif de la température et de l’hygrométrie depuis 2013. Période. T°. max. T° moy. (°C). (°C). 2013. 31,2. 19,8. 2014. 20,8. 2015 2016. T° min (°C). HR. max. HR. moy. HR. (%). (%). (%). 11,8. 58,5. 43,5. 27,6. 15,6. 12,9. 59,6. 51,7. 47,8. 32,0. 19,9. 10,0. 67,5. 52,5. 37,2. 26,8. 17,7. 7,0. 78,2. 54,0. 22,2. 32. Voir Schéma 5, p.80. 33. Voir Graph. 15, p.75 et Graph. 16 et Graph. 17, p.76. min. 25.

(28) HE-Arc CR, Bachelor of Arts HES-SO en Conservation Ducimetière Marie, Étude de cas : corrosion évolutive sur le châssis d’une Renault 25 Limousine, 16.07.2018. Après ces deux premières années de mise en fonctionnement et la stabilisation des humidificateurs, on peut se rendre compte à l’aide des données de 2015 que ces derniers ont cessés de fonctionner à partir du 21.04.2015 (Graph. 9, p.26). Après un premier pic de l’hygrométrie visible au commencement de l’année 2015, une stabilisation est notable du 15.01.15 au 21.04.15, après quoi l’HR comme la T° présentent des variations similaires à celles constatées en 2013, soit instables pour l’ensemble de la période de 2016.. Arrêt de fonctionnement des humidificateurs. Graph. 9 Évolution thermo-hygrométrique de la réserve R+2 en 2015 avec le détail de l’arrêt des humidificateurs. 3. 2. 4. Int erp rétat io n Les données et explications détaillées dans les parties précédentes permettent de fournir des premières pistes quant à l’origine de la réactivation de la corrosion présente sur le soubassement de la R25 Limousine. Tout d’abord, les humidificateurs ne fonctionnent plus depuis 3 ans. L’hygrométrie de la réserve n’est donc pas contrôlée, ce qui implique des fluctuations importantes de l’HR. Lorsqu’elle dépasse les 65%, il y a suffisamment d’eau absorbée au niveau des surfaces métalliques propres pour avoisiner le comportement de l’eau libre34. Depuis 2013, l’HR a dépassé cette « limite » et le soubassement de la R25 L. n’est pas considéré comme une surface propre, ce qui favorise le développement de la corrosion. De plus, sachant que le développement de cette corrosion s’accélère à 25% lorsque le métal présente 34. Selwyn, 2004, p.23. 26.

(29) HE-Arc CR, Bachelor of Arts HES-SO en Conservation Ducimetière Marie, Étude de cas : corrosion évolutive sur le châssis d’une Renault 25 Limousine, 16.07.2018. un début de minéralisation, la réserve n’est pas un environnement sain pour la R25 Limousine. En effet, rappelons que l’HR moyenne sur les 4 anciennes périodes (soit depuis 2013) est de 50,4%. La température est contrôlée et stable et ne pose donc pas de soucis majeurs. Cependant, le pic du 31.05 a impliqué une augmentation soudaine de l’HR. Les fluctuations rapides d’HR sont les plus dommageables pour les métaux corrodés35. Dans la réserve, sur une surface de 1 m2 autour des fenêtres, ces fluctuations sont présentes à plus de 70% et des véhicules sont conservés dans ces zones. Au niveau de l’emplacement de la R25 Limousine, ces fluctuations sont présentes en moyenne à 4,2% sur une période de 100 jours d’enregistrements et peuvent impliquer une condensation sur la surface métallique 36. L’étude de ces fluctuations peut également nous renseigner sur les flux d’air : le capteur E13 présente le plus de fluctuations hygrométriques dans cette zone. L’ouverture de la porte vers la salle annexe créer un courant d’air à environ 30 cm du sol, au niveau du soubassement des véhicules, ce qui peut favoriser le développement de la corrosion déjà présente.. 35. Brandt, 1995, p.175. 36. Lacroix, 1995, p.128-139. 27.

(30) HE-Arc CR, Bachelor of Arts HES-SO en Conservation Ducimetière Marie, Étude de cas : corrosion évolutive sur le châssis d’une Renault 25 Limousine, 16.07.2018. 3.3.. Corrosivité de l’environnement. Les métaux et autres matériaux sont sujets à une détérioration lorsqu’ils sont exposés à un milieu atmosphérique, comme l’est la R25 Limousine. La corrosivité est déterminée en fonction des différents polluants atmosphériques présents dans un environnement. L’évaluation préliminaire des dommages causés par un environnement corrosif sur les matériaux peut être réalisée par la recherche d’une association entre l’environnement étudié et certaines normes existantes. Le norme Européennes EN 12 500 défini 5 catégories d’environnements externes par rapport aux agents corrosifs présents37. Dans le cas de notre étude, l’environnement externe est catégorie C2, une atmosphère urbaine à corrosivité moyenne. Concernant la corrosivité interne, nous nous baserons sur la norme ISO 11844-138 qui établit des conditions pour l'estimation de la corrosivité des environnements intérieurs. L’environnement interne de la réserve est chauffé mais il existe un risque de fluctuation de température et d’humidité, il est donc classé IC3, avec une corrosivité moyenne39. Ces deux environnements sont susceptibles de favoriser par leur corrosivité le développement ou la réactivation de la corrosion d’un acier. L’objectif dans ce type d’étude est de cibler les polluants les plus susceptibles de causer la corrosion du soubassement en acier de la R25 Limousine. Concernant la corrosion des alliages ©Graedel et Frankenthal,, 1990. ferreux, on constate que les espèces les plus retrouvées dans un film d’électrolyte en. surface. des. objets. exposés. à. l’atmosphère sont le SO2, les ions chlorures et les oxydes d’azote40. La concentration de ces polluants dans l’atmosphère accélère la formation de corrosion (Graph. 10, p.28).. 37. Voir Tableau 8, p.79. 38. ISO 11844-1, 2006. 39. Voir Tableau 9, p.79. 40. Bouchar, 2015, p.30. Graph. 10 Variation de la vitesse de corrosion en fonction de différents polluants. 28.

(31) HE-Arc CR, Bachelor of Arts HES-SO en Conservation Ducimetière Marie, Étude de cas : corrosion évolutive sur le châssis d’une Renault 25 Limousine, 16.07.2018. 3.4.. Analyse des coupons métalliques. Les coupons métalliques sont une manière simple de déterminer la corrosivité d’un environnement. Ils permettent généralement de déduire les polluants pouvant être présents dans un environnement en fonction de la corrosion des métaux41. En 2009, des coupons ont été installés dans les moteurs de certaines automobiles pour observer l’impact de l’environnement sur les métaux constitutifs d’un moteur. Ces tests ont ensuite été poursuivis et des nouvelles plaquettes ont été installées le 06.11.2017 dans la réserve R+2 à l’arrière de trois véhicules différents. Dans cette étude, nous avons analysé les coupons en aciers qui sont au nombre de 4 ainsi que celui en laiton car la corrosion du cuivre et ses alliages est souvent associée aux chlorures, sulfides et polluants acides comme le NO2 ou le SO242. Ces polluants ont un effet rapide sur les alliages de cuivre et un effet nocif sur longue durée pour les aciers. Au vu des comparaisons effectuées, aucun changement n’est visible concernant les coupons d’aciers pour cette première durée d’exposition de 6 mois. En revanche, une patine est visible sur le coupon en laiton et peut impliquer la présence d’agents corrosifs.. 3.5.. Identification des polluants externes et internes. L’identification des polluants aéroportés* permet d’évaluer la corrosivité de l’environnement et leur effet nuisible* sur les collections. Elle devait être réalisée à l’aide d’un enregistreur AirCorr I Plus qui présentait malheureusement un défaut de fabrication lors de son installation et n’a ainsi pas pu être utilisé pour cette étude. Dans un premier temps, il s’agit de cibler les polluants représentatifs des agents nocifs dans notre cas d’étude. Trois polluants nocifs pour l’acier ressortent dans la littérature : SO2, NO2 et O3. Cependant, il existe peu de données quantitatives pour affirmer l’hypothèse selon laquelle de forts dommages puissent être créé par l’ozone43. La piste de ce polluant est donc écartée. La formation de rouille peut être activée par la présence d’impureté comme des sels (qui entravent la formation d’une couche d’oxyde), la poussière ou les polluants acides44. Les acides organiques volatils (considérés comme composés organiques volatils*) comme l’acide acétique ou l’acide formique présentent un danger particulier pour le plomb mais pas l’acier, tout comme les acides organiques non volatils45, ils ne seront donc pas pris en compte dans le cadre de notre étude.. 41. Grzywacz, 2006, p.31. 42. Le coupon en cuivre était absent lors du relevé et a été retrouvé plus tard au sol. Il n’est donc plus une référence fiable. 43. Tétreault, 2003, p.14. 44. Selwyn, 2004, p.113. 45. Selwyn, 2004, p.39. 29.

(32) HE-Arc CR, Bachelor of Arts HES-SO en Conservation Ducimetière Marie, Étude de cas : corrosion évolutive sur le châssis d’une Renault 25 Limousine, 16.07.2018. La poussière englobe les particules fines et grossières, classées selon leur diamètre. Les particules fines – PM2,5 (entre 0,05 et 2 µm) sont associées aux composés sulfurés et nitreux ou encore les sels 46. Elles sont difficiles à filtrer et ont tendance à s’accumuler dans un milieu. Pour contrôler les concentrations de PM2,5, il faut avant tout contrôler les concentrations de PM 10 (>10 µm). Les polluants nuisibles, leurs sources ainsi que leur impact possible sur la R25 L. sont présentés dans le Tableau 6 ci-dessous. Tableau 6 Polluants nuisibles, leurs sources et les risques pour la Renault 25 Limousine. Polluant. Sources. Risques pour un véhicule. SO2. Combustion des matières fossiles. Dépôts acides48. (carburants)47 Activités industrielles. NO2. Combustion des matières fossiles. Dépôts acides. (carburants). Favorise l’action du SO2. Activités industrielles49. Particules. Forte concentration de trafic,. Dépôts de particules. PM2,5. composants corrosifs50, activités. hygroscopiques sur une surface :. PM10. humaines. augmentation ponctuelle de l’HR et accélération du processus de corrosion. Le modèle IMPACT* a été utilisé pour évaluer la concentration de ces polluants au sein de la réserve R+2. Il s’agit d’un modèle prédictif en ligne qui permet de déduire la concentration interne de trois polluants (NO2, SO2 et O3) à partir des concentrations externes. Le calcul se fait sur la base du volume de la pièce, l’HR interne, la température et les matériaux constitutifs de la réserve (murs, sols). Les concentrations externes ont été obtenues auprès de M. Pierre Robellet, responsable du pôle de surveillance chez ATMO Grand Est, association en charge de la surveillance de la qualité de l’air dans la région Grand Est. Une moyenne a pu être calculée sur une année concernant les taux des concentrations du NO2 et des particules PM2,5 et PM10. Le SO2 n’est plus mesuré sur l’agglomération Mulhousienne vu les faibles niveaux enregistrés ces dernières années. La valeur utilisée se base donc sur le site du VieuxThann qui est à proximité de la ville mais également des sites industriels à risque. Elle sert de valeur de référence mais ne peut être utilisée que pour formuler des hypothèses.. 46. Tétreault, 2003, p.14. 47. Finlayson-Pitts, 2008, p.136. 48. Dilmann et al., 2013, p.41. 49. Tétreault, 2003, p.13. 50. ISO 9223, 2012. 30.

(33) HE-Arc CR, Bachelor of Arts HES-SO en Conservation Ducimetière Marie, Étude de cas : corrosion évolutive sur le châssis d’une Renault 25 Limousine, 16.07.2018. Bien qu’il soit impossible d’instaurer des normes générales d’expositions aux polluants51, une comparaison des valeurs limites présentes dans la littérature est possible et permet une estimation de la corrosivité d’un environnement. Pour formuler des lignes directrices sur l’exposition qui soit justifiables, il faut cerner le rapport quantitatif entre un polluant et son effet sur un l’acier52. On utilise généralement la CSENO*, qui représente la concentration qui se situe immédiatement sous la concentration à laquelle un effet nuisible est observé. La CSENO doit être évaluée par expérimentation, et aucune valeur n’est disponible concernant le rapport acier-polluant53. Quand il est impossible de déterminer la CSENO avec certitude, on peut quantifier le rapport exposition-effet à l’aide de la DMENO* (CMENO* x période de temps), qui correspond aux doses cumulatives auxquelles les premiers signes d’effets nuisibles sont observés. Moyennant une concentration unique (comme dans notre cas d’étude), la CMENO est alors prise comme valeur de référence par défaut54. Le Tableau 7 ci-dessous résume les valeurs obtenues, pouvant faire office de CMENO. Tableau 7 Concentration des polluants internes et externes à la réserve, comparée aux valeurs limites avant un effet nuisible observable. Polluant. Concentration. Concentration. externe moyenne. interne moyenne. (ppb a). (ppb). SO2. 10. NO2. 21. b. Valeur limite*. Valeur limite. (Thomson, 1986 c). (Gryzwacz, 2006 d). 8. 3,8. 0,4 - 2. 19. 5,3. 2 - 10. PM2,5. 11 µg/m. 3. -. -. -. PM10. 17 µg/m3. -. 10 µg/m3. -. a. Conversion utilisée : µg/m3 = (ppb)*(12,187)*(M)/(273,15+20) où M représente le poids moléculaire du gaz. et 20 la température moyenne en °C. b. Calculée à l’aide du modèle IMPACT55. c. Valeurs attribuées à des matériaux à haute sensibilité. d. Valeurs attribuées pour l’acier en fonction de sa sensibilité au polluant 56. 51. Gibson, 1999, p.73. 52. Tétreault, 2003, p.21. 53. Ces valeurs ne sont pas non plus existantes pour le fer concernant les polluants pointés dans cette étude. 54. Tétreault, 2003, p.23. 55. Voir Fig. 23 et Fig. 24, p.69. 56. Gryzwacz, 2006, p.109. 31.

(34) HE-Arc CR, Bachelor of Arts HES-SO en Conservation Ducimetière Marie, Étude de cas : corrosion évolutive sur le châssis d’une Renault 25 Limousine, 16.07.2018. Les valeurs sont jusqu’à 10 fois supérieures aux limites imposées pour le SO2. Cependant, ces valeurs ne correspondent pas avec certitude à la concentration interne à la réserve. La piste de la présence de SO2 s’oriente plus vers la combustion du carburant de la R25 Limousine, qui est susceptible d’avoir produit de forte concentration de ce polluant et ainsi créer des dépôts au niveau du soubassement. Une élévation de la teneur en SO 2 à la surface du métal provoque la formation de gouttelettes microscopiques d’acide sulfurique qui accélèrent la formation de la corrosion57. Enfin, sous des conditions normales, les dommages créés par le SO2 et les oxydes de sulfates sur le métal augmentent avec une augmentation de l’HR et de la température58. Une corrélation sera donc nécessaire entre l’évolution thermo-hygrométrique de la réserve et la présence du polluant. La concentration interne moyenne de NO2 est également supérieure aux valeurs limites imposées. Ce polluant est susceptible de se dissoudre dans l’eau (à une HR élevée) à la surface d’un métal et former de l’acide nitrique, corrosif pour l’acier59. A noter qu’il s’agit à la fois d’une surveillance quantitative* (concernant le SO2 et NO2) et qualitative* (pour PM2,5 et PM10) afin d’évaluer les effets des polluants. Concernant la poussière, il est possible par simple observation de déduire qu’une forte concentration de particule fines et grossières est présente dans la réserve : les véhicules ne sont pas entièrement nettoyés lorsqu’ils sont utilisés puis remis en réserve, les châssis sont huileux et de ce fait recouvert d’une fine couche de poussière. Sur des longues périodes, l’exposition à des concentrations faibles de polluants est aussi nocives pour les matériaux qu’une exposition courte à des concentrations élevées 60. Dans la suite de ce dossier, les hypothèses concernant la présence ou non de ces polluants seront suivies et possiblement confirmées par des observations et analyses faite directement au niveau du soubassement de la R25 Limousine.. 57. Tomsin, 2007 [En ligne]. 58. U.S. DHEW, 1969, p.53. 59. Thomson, 1986, p.152. 60. Hatchfield, 2002, p.31. 32.